Зола-уноса (далее зола) - тонкодисперсный продукт высокотемпературной обработки минеральной части угля. Она образуется при его сжигании в пылевидном состоянии в топках котлов и осаждается улавливая устройствами из дымовых труб. Для использования в качестве активной минеральной добавки или наполнителя лучше подходят золы, которые уловлены и транспортируются в сухом виде.
Основным компонентом золы (65%) является стекловидная алюмосиликатная фаза в виде частиц шарообразной формы размером до 100 мкм. Именно они проявляют наибольшую гидравлическую активность, то есть способность твердеть за счет связывания СаО. Однако определенную гидравлическую активность в золах имеет также дегидратированных и аморфизированных глинистое вещество. В тех случаях, когда минеральная часть топлива имеет значительное содержание карбонатов, в золе образуются низкоосновни силикаты, алюминаты и ферриты кальция, способные взаимодействовать с водой. В небольшом количестве золы содержат примеси свободных оксидов кальция и магния, сульфатов, сульфидов. Доступность, распространенность и дешевизна золы делают ее очень привлекательной активной минеральной добавкой в бетон.
Дисперсность золы характеризуется удельной поверхностью и колеблется от 1000 до 4000 см2/г, во многих случаях приближаясь к удельной поверхности цемента. С высокой удельной поверхностью золы связаны такие ее свойства как адсорбционная способность, гигроскопичность, гидравлическая активность. Средняя насыпная плотность золы колеблется от 600 до 1100, истинная плотность - от 1800 до 2400 кг/м3.
Золы подразделяют на висококальциеви (СаО > 20%) и низькокальциеви (СаО < 20%). Висококальциеви золы делятся на низькосульфатни (SO3 < 5%), полученные при сжигании угля и торфа, и сульфатные (SO3 > 5%) - при сжигании сланцев.
Интегральной характеристикой химического состава зол служит модуль основности (m) - отношение массовых долей основных оксидов к кислым. Для основных зол m>0,9, кислых - 0,6...0,9, сверхкислых m < 0,6. В основных золах суммарное содержание СаО достигает 50, а в сверхкислых - до 12%. Последние являются наиболее распространенными.
По значению удельной поверхности золы подразделяют на тонко- (S3 > 4000 см2/г), средне- (S3 = 2000...4000) и грубодисперсные (S3 < 2000 см2/г). При насыпной плотности менее 800 кг/м3 золы считаются легкими; 800...1000 - это-варительной плотности, более 1000 кг/м3 - тяжелыми.
В бетонную смесь зола вводится вместо части цемента и песка и выполняет роль не только активной минеральной добавки, которые увеличивает общее количество вяжущего, но и микронаполнителя, улучшающий гранулометрию песка и активно влияет на процессы структурообразования бетона.
Уменьшение расхода цемента при введении золы целесообразно при избыточном активности цемента, то есть в тех случаях, когда марка цемента, применяемого выше рекомендованной. При использовании золы допускается снижение минимальной типовой нормы расхода цемента для неармированных бетонных изделий до 150, армированных железобетонных - до 180 кг/м3. Суммарный расход цемента и золы должна быть соответственно не менее 200 и 220 кг/м3.
Введение в бетонную смесь золы, в отличие от других активных минеральных добавок, как правило, не ухудшает, а улучшает удобоукладываемость, что объясняется шаровидной формой частиц золы.
Введение золы способствует снижению водоотделения бетонной смеси. Пластифицирующая и водоудерживающая способность золы способствует ее применению в легких бетонах. Бетонные смеси с оптимальной добавкой золы имеют достаточно высокую жизнеспособность и пригодны для транспортировки на дальние расстояния.
Замещение части цемента золой приводит к уменьшению усадочных деформаций бетона вследствие снижения водопотребности бетонной смеси. Уменьшение усадки объясняется также тем, что зола адсорбирует из цемента растворимые щелочи с образованием устойчивых нерастворимых алюмосиликатов. Испытания бетона длительной нагрузкой показали, что введение золы также снижает ползучесть бетона.
Зола, как и другие активные минеральные добавки, способствует повышению коррозионной, в т.ч. сульфатостойкости цементных бетонов, повышает их водонепроницаемость..